精密锻造成形技术的应用及其发展

谢廷林

摘要：随着经济和科学技术的发展，常规的锻造技术已经不能满足发展的需求了。精密锻造成形技术在航空航天、船舶、通用机械、汽车、兵器等领域的应用越来越广泛，越来越受到人们的关注。本文将就精密锻造成形技术的种类进行介绍，并对其发展趋势进行阐述。

关键词：精密锻造；复动锻造；分流锻造；等温锻造

引言

精密锻造成形技术，指的是在零件基本成形后，只需少许加工或无需加工就可以使用的零件成形技术，又称近净成形技术。这种技术是以常规锻造成形技术为基础发展起来的，是由计算机信息技术、新能源、新材料等集成的一门应用技术。现阶段，精密锻造成形技术主要用在精锻零件和精化毛坯等方面。

1.精密锻造成形技术的种类

精密锻造成形技术，它的优势很明显，成本低、效率高、节能环保、精度高等。这种成形工艺种类很多，按成形速度划分：高速精锻、一般精锻、慢速精锻成形等；以锻造过程中金属流动状况为标准划分：半闭、闭式、开式精锻成形工艺；按成形温度划分：超塑、室温、中温、高温精锻成形等；按成形技术分为：分流锻造、等温锻造、复动锻、复合成形、温精锻成形、热精锻成形和冷精锻成形等。按成形技术对精锻技术进行的划分，已经成为了生产中人们习惯分类方式[1]。

1.1.分流锻造

分流锻造技术的重要环节是在模具或毛坯的成形部分建立一个材料的分流通道，以确保良好的填料效果。使用这种技术时，在型腔填满材料的的过程中，一部分材料留下分流通道，形成分流，这样有助于填满难成形的部分。

分流锻造的优点在于这种技术能够避开封闭装置，在成形齿轮类零件时具有良好成形效果，能够达到所需精度，不需要成形后的再加工，模具寿命长。

1.2.复动锻造

复动锻造，又称闭塞锻造，这种工艺是最先进的精锻技术之一。这种技术是通过一个冲头在封闭凹槽内部单向挤压或是用两个冲头双向复动挤压而使得金属一次成型的，成型的零件属于无飞边的近净精锻件。之所以要用闭塞锻造，是为了使材料使用率上升，降低加工工序的复杂度。

闭塞锻造能够做到通过一次操作而成形复杂的型面并取得很大变形量，在生产复杂零件时能够省去绝大多数的切削，有效降低成本。

1.3. 等温锻造

等温锻造指的是在恒定温度下将胚料在模具中锻造加工成精锻成形零件的工艺。与常规锻造相比，等温锻造能够将毛坯的加热温度控制在一定范围内，使锻造过程中的温度大致相等，大大改善了在加工过程中模具因温度骤变而发生的塑性变化。由于等温锻造的工艺特点，特别适合对形变温度很敏感的材料或是难成形的材料的精锻，如镁合金、铝合金等[2]。

1.4. 复合精锻成形

复合精锻成形工艺，指的是整合使用多种锻造方法的技术，或是将其他材料成形技术和锻造工艺组合使用。传统工艺的加工材料和零件具有很大局限性，在传统工艺基础上发展起来的复合工艺不仅能够扬长避短，结合各家之长，而且还在加工对象的范围上得到了扩展。

1.5. 温精锻成形

温精锻成形技术是在再结晶温度以下寻找一个合适的温度作为加工温度的一种精密锻造技术。在选择温度时，最好选择金属塑性变形最好的时候，且要在没有发生强烈氧化之前。

1.6. 热精锻成形

热精锻成形技术是在再结晶温度以上寻找一个合适的温度作为加工温度的一种精密锻造技术。但是和温精锻技术相比，它由于选择的温度较高，会发生剧烈氧化，致使锻件表面质量较差，锻件精度不足。

1.7. 冷精锻成形

在不加热的情况下锻造金属材料，称为冷锻，主要有冷镦挤和冷挤压两种技术。和其他工艺相比，它的优点是工件形状容易把握，不会出现因高温而产生的形变，缺点是在变形过程中的阻抗大、工件塑性差等。

2.发展趋势

2.1. 精锻产品

精锻产品的发展趋势是向优质化、精密化和复杂化发展。随着制造业的发展和进步，以及生活标准的提高，人们对锻造产品的精度、品质和品种的要求也越来越多。和其他工艺比较，锻造工艺的优势有：节能环保、生产周期短、成本低廉等。在生产应用上，使用锻造工艺的产品也越来越多，如：螺旋伞齿轮、手表用小齿轮等。

2.2. 设备过程

柔性化、智能化、自动化是精锻技术设备和工艺过程的发展趋势。随着技术的发展，各行业也在飞速发展，产品种类的丰富和行业的繁荣带来了更剧烈的市场竞争。而传统的工艺过程和生产设备已经不能满足这种发展需求，设备和工艺的改革便开始了。新兴起来的高效、高柔性的自动锻压设备在设备发展中已经成为了主流，除此之外，机械手在工艺操作过程中的使用也已经越来越普遍，精锻工艺已经在向智能化方向前进。

2.3. 锻造技术

社会发展和行业发展的多元化使得锻造技术也在向多元化发展。传统的锻造工艺是在知识和经验基础上发展起来的，通过不断“试误”，逐步确定工艺设计。而这种方式已经无法满足大规模和个性化生产的需要了。虚拟仿真等现代先进技术已经逐渐在制造行业中占有一席之地，成为执行锻造技术时不可或缺的一种技术支持。

2.4. 锻造成形工艺

工艺的革新是各个行业所面临的问题，锻造工艺的也需要不断革新，且要以精细化和环保化为发展方向。精密仪器的零部件的需求越来越大，这些零部件对生产工艺的要求在不断提高，这就使得锻造成形工艺需要不断地精益求精。所谓环保化，就是指要综合来看锻造工艺对环境和资源的利用率的影响，以对环境影响最小化和资源利用率最大化为锻造成形工艺的目标来发展。

3.总结

随着制造业科研力度的加大，新型锻造工艺逐步涌现，工艺越来越完善和精湛，不仅在生产上能够以低成本和优质的加工工艺为制造商赢得丰厚的利润，给消费者提供优质产品，而且良好的工艺在环保节能上也做出了突出贡献。精锻成形技术将会越来越受到大家欢迎，其市场潜力和科研潜能也是不可限量的。

参考文献：

[1]胡亚民.付传锋.精锻成形技术60年的发展与进步[J].金属加工（热加工），2010，5（12）：98-99.

[2]伍太宾.精密锻造成形技术在我国的应用[J].精密成形工程，2010，9（23）：6-7.

[3]王忠雷.赵国群.精密锻造技术的研究现状及发展趋势[J].精密成形工程，2009，4（16）：78-80.